□楊鑫淼

河北省南水北調(diào)配套工程泵站的變頻柜是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變?yōu)榱硪活l率的電能控制裝置，功用是將頻率固定不變的交流電變換為頻率連續(xù)可調(diào)的三相交流電。其中高壓變頻柜采用直接高壓輸入，直接高壓輸出（高-高）的方式，低壓變頻柜是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可變的交流電。高壓變頻柜的基本組成包括功率柜和變壓器柜兩部分，低壓變頻柜主要由整流、濾波、逆變、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元、微處理單元等組成。

1.變頻柜維修養(yǎng)護(hù)的意義

河北省南水北調(diào)配套工程變頻柜主要為2014 年或2015 年生產(chǎn)，已達(dá)到廠家規(guī)定的傳動(dòng)配件常態(tài)維護(hù)周期，部分老化的元器件也需要更換。若變頻柜出現(xiàn)故障，將不能控制電機(jī)轉(zhuǎn)速、水泵壓力和供水量，輕則浪費(fèi)電能，重則對(duì)水泵造成沖擊，影響水泵使用壽命，進(jìn)而影響供水連續(xù)性和穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)變頻柜進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)，可提高設(shè)備可靠性、消除設(shè)備隱患、保證長(zhǎng)期運(yùn)行、降低維護(hù)成本和維修費(fèi)用、減少意外停機(jī)。

2.變頻柜維護(hù)基本工作內(nèi)容

河北省南水北調(diào)配套工程變頻柜維護(hù)包括系統(tǒng)的日常檢查及巡視、定期維護(hù)、定期保養(yǎng)、功率單元的更換、預(yù)防性檢測(cè)、老化元器件的更換、故障搶修、應(yīng)急保障等工作，通過(guò)對(duì)變頻柜的維護(hù)和試驗(yàn)等，可以改善變頻柜的運(yùn)行環(huán)境，消除設(shè)備設(shè)施本身的缺陷和運(yùn)行中發(fā)生的故障和隱患，大大降低變頻柜的故障率和事故率，提升變頻柜的壽命，保障了河北省南水北調(diào)配套工程的工程安全和供水安全。

2.1 日常檢查巡視

首先，檢查變頻柜運(yùn)行環(huán)境，確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境溫濕度，檢查柜體濾網(wǎng)是否需要更換，柜頂出風(fēng)口過(guò)濾銅網(wǎng)是否良好，檢查傳動(dòng)柜體的接地，確認(rèn)柜內(nèi)直流熔斷器是否正常，傳動(dòng)的整流變上是否掛載其他的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置和消諧裝置，測(cè)量直流回路有無(wú)短路和直流電壓值，檢查傳動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)方向；其次，檢查變頻柜接線情況，檢查進(jìn)線出線表面是否有過(guò)熱老化的現(xiàn)象，檢查柜內(nèi)接線，尤其是控制線接線的牢固性，檢查銅排、電路板等是否有腐蝕現(xiàn)象，檢查光纖接頭是否潔凈，光纖表皮是否有割痕或擠壓的痕跡，用光纖檢測(cè)儀測(cè)量每個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的光纖通光率，測(cè)量電機(jī)的對(duì)地絕緣值，檢查急停及防誤起裝置的接線是否都完好；再次，對(duì)變頻柜內(nèi)部元件進(jìn)行解體清潔檢查，拆出電容器組對(duì)電容進(jìn)行檢查及清潔，拆出整流橋和IGBT，對(duì)散熱器進(jìn)行清潔，將電路板逐一拆下，用防靜電刷進(jìn)行清潔，對(duì)電抗器進(jìn)行清潔，檢查直流電容+/-母排間的絕緣片是否完好，檢查各電路板之間插接頭是否有腐蝕現(xiàn)象或是松動(dòng)，檢查IGBT 散熱箱積灰是否嚴(yán)重，檢測(cè)AGDR/IGBT 性能，檢查模塊內(nèi)部框架的清潔積灰是否嚴(yán)重，清潔干凈；最后，填好維護(hù)信息，保存維修記錄（維修的模塊的型號(hào)、序列號(hào)），記錄更換備件信息（備件的型號(hào)、序列號(hào)）。

2.2 定期維護(hù)

為了使變頻柜長(zhǎng)期穩(wěn)定地正常工作，必須針對(duì)變頻柜內(nèi)部元器件的使用壽命，定期進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)，元器件的壽命與使用環(huán)境及保養(yǎng)狀況密切相關(guān)。一是變頻柜每運(yùn)行一個(gè)月，應(yīng)對(duì)濾塵網(wǎng)進(jìn)行一次除塵操作，如灰塵較多，除塵周期可縮短為半個(gè)月；二是變頻柜每運(yùn)行半年，應(yīng)對(duì)電路板，風(fēng)道上的粉塵進(jìn)行一次全面的清掃，最好用吸塵器；三是變頻柜每運(yùn)行半年，應(yīng)對(duì)變壓器所有進(jìn)出線電纜、功率單元進(jìn)出線電纜、制動(dòng)電阻柜進(jìn)出線電纜以及控制電纜緊固一遍；四是長(zhǎng)期存放的變頻柜須在2年內(nèi)作一次通電試驗(yàn)，通電前須作耐壓試驗(yàn)；五是參考風(fēng)扇和電容的使用壽命進(jìn)行定期更換，在通常情況下，冷卻風(fēng)扇的使用壽命為3 萬(wàn)～4 萬(wàn)小時(shí)，電解電容的壽命為4 萬(wàn)～5 萬(wàn)小時(shí)。

2.3 預(yù)防性監(jiān)測(cè)

一是接地電阻測(cè)量，主要檢查變頻柜柜體與系統(tǒng)地網(wǎng)是否接觸可靠，測(cè)量各柜門接地樁與系統(tǒng)的阻值是否正常，檢查PE、信號(hào)地、電纜屏蔽層是否可靠接地；二是絕緣電阻測(cè)量，對(duì)高壓輸入電纜、進(jìn)線電纜、輸出電纜、饋出電纜絕緣測(cè)試，使用2500V 兆歐表，分別測(cè)相對(duì)地和相間絕緣電阻，測(cè)試變頻器二次線圈對(duì)地、功率單元外殼與導(dǎo)軌、避雷器對(duì)地、切換柜隔離刀閘觸點(diǎn)對(duì)地之間絕緣電阻；三是低壓上電測(cè)試，測(cè)量控制柜內(nèi)各電源是否正常，利用系統(tǒng)測(cè)試功能對(duì)各控制部分進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試控制邏輯是否正確；四是通風(fēng)散熱系統(tǒng)測(cè)試，檢測(cè)變頻柜室通風(fēng)散熱是否正常，通過(guò)風(fēng)速儀對(duì)變壓器柜、功率柜測(cè)試通風(fēng)量，判定結(jié)果是否正常。

2.4 特殊巡視

電力電子設(shè)備對(duì)環(huán)境的溫度有著較高的要求，變頻器的可靠性在很大程度上取決于溫度?，F(xiàn)場(chǎng)溫度偏高，易使機(jī)器散熱不暢，使元器件的工作參數(shù)產(chǎn)生漂移，影響電路的穩(wěn)定性和可靠性，嚴(yán)重時(shí)還可能造成元器件的擊穿損壞；溫度過(guò)低，將造成控制器、人機(jī)界面等部件不能夠啟動(dòng)，影響設(shè)備的正常運(yùn)行。濕度對(duì)高壓變頻器的影響很大。空氣潮濕，易引起設(shè)備的金屬部件和插接件管部件產(chǎn)生銹蝕，導(dǎo)致電路板、插接件和布線的絕緣降低，嚴(yán)重時(shí)還可造成電路短路。變頻器環(huán)境濕度要求小于95%（20℃），相對(duì)濕度的變化率每小時(shí)不超過(guò)5%；同時(shí)避免結(jié)露，相對(duì)濕度保持在40%～60% 范圍內(nèi)較為適宜。在每年的夏季及冬季時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)變頻器所處環(huán)境的溫度及濕度測(cè)量，因此，要求在兩季中每月加強(qiáng)對(duì)變頻器巡視。

3.變頻柜故障處理

變頻調(diào)速裝置有完善的保護(hù)功能，以保護(hù)設(shè)備在異常情況下不被損壞。變頻調(diào)速裝置的故障信息分別在功率單元、功率柜控制機(jī)和顯示屏上顯示可能出現(xiàn)的故障。

3.1 變頻柜無(wú)法工作

檢查旁路柜中高壓隔離開(kāi)關(guān)是否閉合，充電接觸器是否吸合，控制柜電源是否正常，連接電纜及螺釘是否松動(dòng)。

3.2 變頻柜運(yùn)行中停機(jī)

檢查是否停電，控制柜中電源是否正常，變壓器是否正常，負(fù)載電機(jī)是否正常，控制柜中各電路板輸出信號(hào)是否正常。

3.3 功率單元無(wú)法工作

檢查功率單元快速熔斷器是否熔斷，控制電源是否正常，控制柜中發(fā)出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)是否正常。

3.4 功率單元板上的指示燈全熄滅

檢查功率單元快速熔斷器是否熔斷，控制電源是否正常，功率單元板是否正常。

3.5 控制機(jī)中的顯示器不顯示或顯示異常

檢查控制機(jī)中電源是否正常，顯示器驅(qū)動(dòng)板是否正常。

3.6 單元光纖通訊故障

檢查功率單元控制電源是否正常，功率單元以及控制柜的光纖連接頭是否脫落，光纖是否折斷。

3.7 冷卻風(fēng)扇故障

軸承磨損，葉片老化，達(dá)到使用壽命?？梢詮耐C(jī)時(shí)風(fēng)扇葉片等是否有裂縫、開(kāi)機(jī)時(shí)聲音是否有異常振動(dòng)等現(xiàn)象進(jìn)行判斷。

4.結(jié)語(yǔ)

變頻系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，通過(guò)利用檢測(cè)儀器對(duì)設(shè)備進(jìn)行系統(tǒng)性檢查、測(cè)試，提供數(shù)據(jù)檢測(cè)及分析報(bào)告，提出維護(hù)維修方案，同時(shí)對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，可以提高設(shè)備使用管理水平，降低設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。變頻柜通過(guò)可變的電壓或頻率調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，決定著水泵無(wú)級(jí)調(diào)速，因此了解變頻柜的維護(hù)項(xiàng)目，熟悉變頻柜的常見(jiàn)故障，加強(qiáng)對(duì)變頻柜的維護(hù)，能進(jìn)一步優(yōu)化控制水泵的壓力及流量，減少用電消耗，保障水泵的運(yùn)行安全和供水安全。